(57)【要約】      （修正有）【課題】本考案は、金管楽器のトップボタンとして、音色を高め、操作性能を高める為に考案した製品であり、如何にスムーズな帰り動作をし、切り替えを速く出来るかが大きな課題である。その課題をクリアできる製品を提供する。【解決手段】本考案は、前記課題の解決に対し、トップボタンの素材として取り扱いの難しい素材であるマグネシウム合金を選択し、その材料を機械加工する技術、表面処理技術を研究し、その特性をフルに生かしながら金管楽器の性能を引き出すことの出来るトップボタンを構成する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
上方の原位置に復帰可能に弾性付勢されている金管楽器のピストンバルブにおいて、演奏者に操作されるトップボタン（Ｔ）を上部に配したピストン軸（６）を有する操作部と、吹き入れられた空気の進路を切り換える前記ピストン軸（６）に連結したピストン（１４）を有するバルブ部と、前記操作部とバルブ部との間に介在し内包したピストンバネ（１）によって前記操作部とバルブ部の両者に復元力を与える機構部とを具備したものにおいて、前記トップボタン（Ｔ）をピストン軸（６）の上部に着脱固定自在に接続すると共に軽量金属部材により軽量に形成したことを特徴とする金管楽器のトップボタン。
【請求項２】
前記トップボタン（Ｔ）を形成する軽量金属部材にマグネシウム合金を採用したことを特徴とする請求項１に記載の金管楽器のトップボタン。
【請求項３】
前記トップボタン（Ｔ）の指操作面側の上面余肉を凹陥状に削った形態の機械加工を施し、メッキやコーティングなどの被膜加工によりトップボタン（Ｔ）表面を傷や腐食から守り、さらに密着性と光沢を高めることを特徴とする請求項２に記載の金管楽器のトップボタン。
【請求項４】
前記トップボタン（Ｔ）を機械加工の後、更に表面を鏡面仕上げすることにより、コーティングの密着を助け、機械加工の加工肌をさらすことなく、指の滑りを抑止しながら指の適度な密着性を保持する形態の滑らかな指ざわりの面に仕上げたことを特徴とする請求項３に記載の金管楽器のトップボタン。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、チューバやトランペット・ホルン・マーチングブラス等金管楽器の音程調節を行うピストンバルブのトップボタンに関するものであって、操作性を向上させ、楽器奏音の発音をクリアにし、音の跳躍、繋がりを楽にすることができる金管楽器のトップボタンの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の金管楽器は、演奏時の音程調節をする構成として、例えば、特許文献１に示されるように演奏者の指で押し金（５）をバネ（１）の弾性付勢力に抗して下降位置に押し下げ操作し、演奏者の指の接しをゆるめて押し金（５）をバネ（１）で原位置（上昇位置）に復帰させるようにされている。
また同様の構成は特許文献２〜４などにも示されている。
【特許文献１】特開２００４−１１７７１５号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６９７３号公報
【特許文献３】特開２００４−３５４４９２号公報
【特許文献４】特開２００３−２９５８５７号公報そして、これら金管楽器の押し金（通称トップボタンと呼ばれている。）には、これまで主に真鍮に演奏者の指になじむ目的で装飾用の貝を施した重量感のあるものが多く使用され、トップボタンは基本的には楽器本体と同系統の素材を使って作られている。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１〜４に示される構造の金管楽器は、演奏時の音色を高めるために管の太さ、厚み、ベル形状等、種々の工夫が施されているが、バネとトップボタンの関係においては、未だ改善されておらず工夫面で遅れを取っている。    例えば、真鍮製のトップボタン上面に指の滑りを抑止しながら指の適度な密着性を保持する形態の指に馴染みの良い素材として装飾用の貝を施した従来の製品はトップボタンが重くなる要因となっており、それ故にばねの反発力を殺してしまう現象を誘因している。そのため、トップボタンの原位置（上昇位置）への復帰が遅くなり高テンポな曲の演奏時にはスムーズな音の切り替えができないという問題点が熟達した演奏家から指摘されている面がある。このようにトップボタンには演奏曲のテンポ、リズムに合わせて音を変えるという重要な役割があるにも関わらず、トップボタンには手が加えられていないというのが実情である。
【０００４】
上記の内容から、如何にトップボタン復帰用の現行バネの反発力を活かし、トップボタンの演奏操作性を良くすることができるか、音の跳躍、繋がりを楽にすることできるか、クリア感が得られることができるかが大きな課題となりこれらの改善が求められている。
【０００５】
仮にバネを強くしてトップボタンの原位置（上昇位置）への帰りを早くしたら、その分トップボタンを抑える強さも必要となり、演奏者の指への負担が増し、演奏が長時間に亘れば演奏者の指への負担が増大して楽器の操作そのものに支障をきたすことにもなりかねない。
これらの課題を解決すべく、本考案では従来では金管楽器として当たり前と思われていた既存概念の考えを素材から見直して検討改良し、更に機械加工に工夫をし、トップボタンの表面に特殊なコーティング処理を施すことにより、楽器の持ち味を如何に引き出すかにポイントを絞った製品である。トップボタンの操作性の向上とそれにともなう音の変化は、演奏者のみならず観客にとっても新しい音楽が体感できる提案である。
上記に説明した課題を受けて本考案では、トップボタンに機械加工を施して自重を可及的に超軽量化することにより、トップボタンの原位置（上昇位置）への帰りを速くすることを実現し、本来演奏者の技術では克服できなかったテンポの早い演奏曲リズムに遅れがちになるという問題を解消し、これまでの楽器では出せなかった新鮮な音を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案は、前述の課題解決にあたって、第一に、上方の原位置に復帰可能に弾性付勢されている金管楽器のピストンバルブにおいて、演奏者に操作されるトップボタン（Ｔ）を上部に配したピストン軸（６）を有する操作部と、吹き入れられた空気の進路を切り換える前記ピストン軸（６）に連結したピストン（１４）を有するバルブ部と、前記操作部とバルブ部との間に介在し内包したピストンバネ（１）によって前記操作部とバルブ部の両者に復元力を与える機構部とを具備したものにおいて、前記トップボタン（Ｔ）をピストン軸（６）の上部に着脱固定自在に接続すると共に軽量金属部材により軽量に形成したことを特徴とする金管楽器のトップボタンを提供する。
【０００７】
第二に、前記トップボタン（Ｔ）を形成する軽量金属部材にマグネシウム合金を採用したことを特徴とし、第三に、前記トップボタン（Ｔ）の指操作面側の上面余肉を凹陥状に削った形態の機械加工を施し、メッキやコーティングなどの被膜加工によりトップボタン（Ｔ）表面を傷や腐食から守り、更に密着性と光沢を高めたことを特徴とする。
素材の選択としてマグネシウム合金を使用する。機械加工で余肉を取り去ることに加え、素材の特性である低比重に着目し、金属としては最も軽いトップボタンを作り上げる。バネの反発力を効率よく活かすために、機械加工で従来の重さの１／４（３．５ｇ）を目標に削り出して最大限の軽量化を図る。高精度の機械加工により余分な肉を十分に取り除くことが重要である。
【０００８】
そして第四に、前記トップボタン（Ｔ）を、機械加工の後、更に表面を鏡面仕上げすることにより、表面処理としてのコーティングの密着を助け、機械加工の加工肌をさらすことなく、滑らかな指ざわりの面に仕上げたことを特徴とする。この表面処理として、メッキあるいはコーティングを施し、表面を覆い保護することにより、マグネシウム合金の「地肌では腐食する」という欠点を克服する。この工程では、例えば窒化クロムコーティングなどのコーティングを施すことができる最先端技術を採用することで、過酷な条件でも腐食と色落ちを防ぐことができる優れた表面処理を実現する。
【０００９】
本考案によれば、マグネシウム合金を採用し、機械加工を施すことにより、バネの反発力を充分に発揮できる重量が確保できる。その結果、ピストンの帰りスピードが速くなり、本来楽器の音色を変えることは奏者の技術に頼っていたが、このボタンを提供することで、奏者の技術に楽器の新たな特性が加わり、音に一層の広がりを持たせることができる。
【考案の効果】
【００１０】
本考案は、上記請求項１〜４に記載の軽量形成したトップボタンの構成を採用することにより、従来の楽器で出せなかった新たな特性として、
（1）操作性能が向上する（フィンガリングが楽になる）。  
（2）発音がクリアになる（音の立ちが良くなる）。
（3）音の跳躍、繋がりが楽になる。
（4）音が軽やかになる。
効果を奏するものであり、これらはプロの演奏家による演奏テストで絶賛評価されているものである。
【００１１】
以上に加え、今までマグネシウム合金に装飾を兼ねた技術がなかったが、窒化クロムコーティングなどによる新しいコーティング技術により商品として市場に提供できるようになったのは大きな成果である。
【００１２】
このトップボタンに採用した窒化クロムコーティングは、耐摩耗性に優れ、腐食を防止することができる。また当工程により、トップボタンの表面に地肌では出せなかった粘着性のある感じの独自のフィット感を持たせ、操作中の奏者にとって指先の動きが楽器に直接伝わるような感覚を提供することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本考案によるトップボタンの実施の形態をトランペットのトップボタンを例として図面に基づき説明する。尚基本形態となるトランペットの実施形態は、前記に特許文献１として例示した特開２００４−１１７７１５号公報の図１、図２を援用して説明する。
この従来例におけるピストンバルブは、トランペットのバルブケーシング３に装填される上バネ式のバネ内包型ピストンバルブであって、演奏者に操作される操作部と、吹き入れられた空気の進路を切り換えるバルブ部と、前記操作部とバルブ部との間に介在し内包したバネ１によって前記両者に復元力を与える機構部とで構成される。
【００１４】
前記操作部は、図の如く、演奏者の指が接する円盤状の押し金（トップボタン）５と、前記吹き入れられた空気の進路を切り換えるバルブ部の進退に適当なストロークを造り出すピストン軸６とを螺合したものである。
【００１５】
前記機構部は、長手方向に沿ってガイド溝７が穿設された中空のピストン軸台８と、当該中空部９に装填され当該ピストンバルブの進退に伴って伸縮するバネ１と、当該バネ１の下限を規制し、当該ピストンバルブの進退に伴って前記ガイド溝７に沿って移動するバルブガイド１０と、同バネ１の上限を規制すべく前記ピ ストン軸台８の上開口部を螺合により封鎖する上位バネ押さえ１１とで構成されている。尚、当該上位バネ押さえ１１は、前記操作部のピストン軸６の下端と一 体化され、前記上位バネ押さえ１１の中央から垂直に前記ピストン軸６が起立した状態となる。
【００１６】
また、前記バルブ部は、研磨されたピストン管１４であって、バルブケーシング３の側面に連結された複数のパイプ１２による管路を適宜連結する複数の空洞１３が、研磨されたピストン管１４の摺動面を異なる二方向へ横切る形で設けられており、前記機構部のピストン軸台８の下端に、螺合により連結されている。
【００１７】
そして、前記上位バネ押さえ１１の下面中央から前記バネ１の中空部に向けて、厚みが前記ピストン管１４の４分の１から５分の１程度であって前記ピストンの進退ストローク程度の長さに設定された棒状の真鍮製金属棒２が垂直に突設されている。当該金属棒２は、取付部分にビビリが生じないようにハンダ付け或いは螺合といった形で緩みなく固定されることと、その周囲のバネ１と接触しないようにされている。
【００１８】
これにより、演奏中、奏者が音程を変える際に押し金（トップボタン）５の上部を指で押して垂直に下ろすと、トップボタン(５)及びピストン軸(６)、ピストン軸台(８)、ピストン管(１４)は一体となっており、ピストン管(１４)全体がバルブケーシング(３)内を下方にスライドしていき、突起したバルブガイド(１０)がバルブケーシング(３)内に設けられた軸受けに引っかかり、ガイド溝(７)に沿って上方に移動する。バルブガイド(１０)の上昇にともないピストンバネ（１）が収縮していき、奏者がトップボタン(５)から指を放すと、ピストンバネ（１）がピストン(１４)全体を押し上げる仕組みになっている。
【００１９】
このような構成の金管楽器において、本考案は、トップボタン(Ｔ)を軽量化することにより、ピストンバネ（１）が本来有している反発力を最大限に活かし、上記に説明したピストンバネ（１）がピストン(１４)全体を原位置に押し戻し所定の上昇位置に復帰させるまでを、如何に迅速に行うかを主眼に置いた考案である。
本考案のトップボタンとして、図３に示す実施形態のものを提案する。即ち、トップボタン(Ｔ)の下部にはボルト状のネジ部（ＴＮ）が突設されており、該ボルトネジ部（ＴＮ）がピストン軸(６)の頂部に穿設したネジ穴にネジで固定されており、付けはずしが容易にできる。この取り付け構成は従来のものと同様な形態である。したがって、改良にあたって楽器全体に大幅な加工を施すことなく、既存の楽器の一部である押し金（５）を取り外して、本考案のトップボタン(Ｔ)のみを局所的に取り替えるだけで効果が現れるところに、本考案の実施形態における利便性を求めることができる。
【実施例１】
【００２０】
上記トップボタン(Ｔ)の軽量化への要求を満たすために本考案者は創意工夫を重ねることにより、バネの反発力を効率よく活かすために、トップボタン(Ｔ)の頂部平面部を凹面状にした凹陥状の形状（ＴＯ）に機械加工で従来の重さの１／４（３．５ｇ）を目標に削り出して最大限の軽量化を図る。高精度の機械加工により余分な肉を十分に取り除くことが重要である。
【００２１】
そして、素材の選択として超軽量の金属部材であるマグネシウム合金を使用する。上記のようにトップボタン(Ｔ)の頂部平面部を凹陥状の形状（ＴＯ）に機械加工で余肉を取り去ることに加え、素材の特性である低比重に着目し、金属としては最も軽いトップボタンを作り上げる。
【００２２】
さらにトップボタンに表面処理を挙げ、メッキあるいはコーティングを施し、マグネシウム合金で形成されたトップボタンに表面を覆い保護することにより、マグネシウム合金の「地肌を露出した状態では腐食する」という欠点を克服する。この工程では、例えば、クロムや窒素を成分とする窒化クロムコーティングなどを施す。すわなち、金属等の表面に、窒化クロムを生成させるハイテク技術であり、この被膜の耐摩耗性・耐腐食性等の特徴を生かしてトップボタンの耐久性を増し、更に低温処理で行う為に熱による母材への影響もなく、変形の無い非常に高い精度を維持した状態でコーティングを施すことができる最先端技術を採用することで、演奏中の過酷な使用条件でもトップボタン表面の腐食と色落ちを防ぐことができる優れた表面処理を実現する。また、この表面加工を施すことによりトップボタン(Ｔ)の頂部平面部を凹陥状の形状（ＴＯ）にしていてもマグネシウム合金の地肌のままでは指が滑りやすい傾向にあるが、窒化クロムコーティング皮膜加工により、表面を傷や腐食から守り、更に密着性と光沢を高めることが出来るに至り、トップボタンの表面に地肌では出せなかった粘着性のある感じの独自のフィット感を持たせることができて、トップボタン操作中の奏者にとって指先の動きが楽器に直接伝わるような感覚を提供することができる。
【００２３】
これらの構成によれば、マグネシウム合金を採用し、機械加工を施すことにより、トップボタンの軽量化が図れることになりバネの反発力を充分に発揮できる重量が確保できる。その結果、ピストンの帰りスピードが速くなり、本来楽器の音色を変えることは奏者の技術に頼っていたが、このボタンを提供することで、奏者の技術に楽器の新たな特性が加わり、音に一層の広がりを持たせることができる。
本考案では上記のような軽量化構成を採用したことにより、ピストンバルブのトップボタンにおいて、奏者に操作される操作部内部のバネの反発力を最大限に引き出すことにより、テンポの速い曲の演奏においても操作性能を向上させ、音の跳躍・繋がりに優れた、クリアな発音が得られるトップボタンになる。
また、チューバ、トランペット、ホルン等金管楽器の音色を高めるに当たり、機械加工を施し、窒化クロムコーティングなどの特殊コーティングにより表面の被膜保護を高めたマグネシウム合金を採用することで、従来果たせなかった高品質を備えたトップボタンになる。
【００２４】
前記の機械加工は、射出成形、ダイキャスト、NC旋盤加工等の各方法で行う。最も精度を確保できる旋盤加工により、高精度で仕上げることが可能となる。したがってトップボタンの余肉を最大限に取り除き軽量化することができる。
そして、機械加工の後、更に表面を鏡面仕上げすることにより、窒化クロムコーティング被膜の密着を助け、マグネシウム合金の加工肌をさらすことなく、粘着感のある滑らかな指ざわりの面に仕上げることができる。
【００２５】
図４に示すグラフは、トップボタン(Ｔ)を演奏中に指で押さえて所定の位置まで下ろし、指を放した際のトップボタン(Ｔ)の原位置（上昇位置）への復帰の動きを見る実験の結果を表している。実験には、1秒間を500コマに分割して撮影できる高速度カメラを用いて行った。また、それぞれのトップボタンは、従来品を7.236ｇ、本考案で創案したマグネシウム製のトップボタンを3.414ｇとした。
【００２６】
図４は、トップボタン(Ｔ)から指を放した後、次第に振幅が収縮していき、静止するまでの時間を表した。振幅の各回には、トップボタン(Ｔ)が上がりきった原位置（上昇位置）で１回目、その後バネの反作用（リバウンド）でトップボタンが下がった時の、最も下がった位置での計測値を２回目というふうに随時計測した値を採った。
図５は、図４で得られた測定値の積算時間をグラフに表したものである。
【００２７】
図４及び図５のグラフから、トップボタン(Ｔ)の軽量化にともない、各回の振幅の比は変わらずに、振幅に要する時間が減少することが確認できた。またそれによる積算時間の差は9/500秒であることがわかった。
以上の実験による測定値は、前記に示した通り、従来品を7.236ｇ、本考案のマグネシウム製のものを3.414ｇとした場合の測定値によるものなので、それぞれのトップボタンの重量の差が大きくなれば、要する時間の差もより顕著になるものと予想される。
【００２８】
本考案のトップボタン(Ｔ)を装着した金管楽器でプロの演奏家による演奏テストを実施した結果、従来の楽器で出せなかった新たな特性として、
（1）軽量化により操作性能が向上する（フィンガリングが楽になる）。  
（2）押し下げが軽快に出来て発音がクリアになる（音の立ちが良くなる）。
（3）押し下げた後の原位置復帰が早くて音の跳躍、繋がりが楽になる。
（4）これらの相乗的作用により相対的に音が軽やかになる。
などの高い評価を得た。
【００２９】
また、トップボタンに採用したコーティングは、窒化クロムコーティングにより、密着性が高く、低温処理により変形が無く、機械精度を維持して耐摩耗性に優れ、腐食を防止することできる。また窒化クロムコーティングによる被膜コーティングにより、トップボタンの表面にマグネシウム合金のみの地肌では出せなかった粘着性のある感じの独自のフィット感を持たせることが出来て、操作中の奏者にとって指先の動きが楽器に直接伝わるような感覚があり、演奏テストを依頼したプロの演奏家から指に馴染みよくて奏きやすく音の切り替えやテンポがよく音色も良いとの評価を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
マグネシウム合金は、自重が軽く、資源も豊富なため、早くから注目されていた素材であったが、その反面、腐食性が高く、加工時に着火しやすいという特性を有するため、産業に結びつきにくいのが通例だった。この度、機械加工技術とコーティング技術によってこれらの課題を克服できたことは、本考案が利用の対象とする金管楽器にとどまらす、今後の産業において大きな可能性を示唆するものであると考えられる。
尚、本考案ではマグネシウム合金の表面被膜加工にコーティング技術として窒化クロムコーティングを採用したが、例えばイオンプレーティング被膜加工とかのコーティング技術や２４金及び純金メッキ、硬質クロムメッキとかのメッキ技術を採用しても良い。この場合前述のようにトップボタンの表面が滑りにくく粘着性のある感じの独自のフィット感を持たせることが出来て、演奏者の指に馴染む感じのあるコーティング技術を採用することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（イ）（ロ）従来例によるピストンバルブを例示した説明図である。
【図２】従来例によるピストンバルブの装填状態の一例を示す説明図である。
【図３】本考案によるトップボタンの拡大側断面図である。
【図４】本考案によるトップボタンの作動時間対比グラフである。
【図５】本考案によるトップボタンの作動積算時間の対比グラフである。
【符号の説明】
【００３２】
１  バネ（ピストンバネ）
２  金属棒
３  ケーシング
４  取り付けネジ
５  押し金（トップボタン）
６  ピストン軸
７  ガイド溝
８  ピストン軸台
９  中空部
１０  バルブガイド
１１  上位バネ押さえ
１２  パイプ
１３  空洞
１４  ピストン管 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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